科学课堂中有效落实对比实验

张泽树

对比科学实验是探究自然事物变化规律的一种有效的方法。对比科学实验是以正确的实验操作和观察的方法为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制所产生的两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。对比实验也是小学科学教学中较为常见，它能够培养学生实验和观察的技能，培养学生严谨的科学态度和思维能力，从而探索规律、发现新知。

在平时的对比实验教学中，尤其是定量分析类的对比实验，发现学生最后得出的相关数据五花八门，以致无法分析并得出准确的结论，探究无结果。纠其原因，主要存在以下问题：1、教师指导出现问题，学生不知要做什么；2、对比实验控制条件考虑不周，以致数据有偏差较大；3、学生不尊重数据，根据自己的想法去改数据，存在造假现象……把这些问题与我的教学行为进行了分析，并进行改进与实践，找到了一些解决的办法。

一、引导学生发现，有效提出对比实验的问题

提出问题是科学探究的首要环节。在科学课教学中，教师应想方设法引导学生提出问题，让问题成为学生科学探究的起点，让问题引起学生主动探究的兴趣，进行创设问题情境，是引导学生积极参与科学学习、诱发求知欲望、培养独立思考、敢于质疑解疑和探究能力的有效方法。《摆的研究》一课教学中，指导学生做一个摆，并玩一玩，数一数摆动的次数，再测一测20秒的摆动次数，由于教师给每组提供的材料不一样，故意让重量、长度不同，让各组的摆在相同时间内的摆动次数不一样，学生一汇报20秒的摆动次数，问题就自然产生了：为什么不一样，摆动快慢和什么有关系？通过几组摆的展示，学生进行观察比较，并利用自己的经验积极地提出了影响摆快慢的因素的假设，学生探究欲望强烈，形成一种我要研究的意愿，为后续探究奠定了基础。

二、根据学生实际，有效指导对比实验的设计与操作

《科学课程标准》指出：科学学习应从学生已有的生活经验和的知识背景出发，进行及时而又有效的引导，提高学生的科学探究能力和科学素养。设计对比实验是学生科学探究的一个重点，更是一个难点，在小学阶段，对学生科学能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养，尤其是对于刚接触对比实验的四年级学生来说，指导的意义就格外重要了。

《摆的研究》一课中，我起初给学生一张设计表，让他们选择摆长、摆的重量、摆动的角度中和一个问题进行设计，填写什么条件不同，什么条件要相同及实验记录表等，通过对学生的记录比较，很多学生是不理解实验的，因为这张设计记录表对学生太抽象了，学生的理解也有限，没法把想的方法与记录表联系起来，方案交流也没能帮助学生真正理解，在不清楚做什么的情况下去做实验，实验数据异常也正常不过了。因此，问题出在一张普通的表格上，需对记录表进行合理指导，围绕其中的一个问题，如摆动的角度进行设计，先让学生说一说怎么研究，在学生发言的过程中，层层地进行发问，怎么做——需要什么材料——怎样控制变量（相同、不同条件）等，适时指导方案设计（在记录表上填写），帮助学生理清思路。通过一个问题的指导，另两个摆线长短、摆锤重量的因素设计也迎刃而解了，再交流一不仅仅下实验中如何合作、准确计时、数摆，接下来动手操作并不是难事了。

在对比实验探究活动中，需要教师围绕探究活动的技能进行指导，适时提出问题，让学生在思考的过程中明确动手的关键。需要指出的是，从各年级对比实验的设计能力培养分目标体系看，可以发现各年级的培养目标不是原地踏步的，而是有计划、分阶段进行的。教师在教学中不能一味地拔高要求或者原地踏步地进行，应整体计划、一步一步地培养。

三、积极利用评价，促使学生获得有效数据

提升学生的科学素养，不仅仅技能和方法上，更重要的是要培养学生的情感态度、价值观，而评价对学生形成良好的科学学习习惯，形成尊重事实，善于质疑的科学态度，更好地促进学生主动发展具有深远的影响。在对比实验的操作过程中，学生是有分工的，放摆、计时、数摆、记录等，有的小组分工分家了，就一人数摆，缺少监督，难免出现数错情况；自己的假设的小组学生为了迎合自己的假设，把摆动次数有意识地多数了；还有的小组在数据出来之后，认为有可能数错了，更改了数据……，这些获得的数据仅是个人的，有较多的主观成份，和实际结果偏差较大，主要原因在于缺少了小组内部的评价的机制，如果在实验中能让多个学生参与数据的收集，放摆、数摆、记录的学生共同去数摆，让一个数据的获得得到多个小组员的认可，既可以获得准确的数据，又可避免学生改数据的问题，促使学生形成实事求是的科学态度，养成良好的学习习惯。

四、重视学生记录，有效培养学生分析能力 （下转第89页）（上接第87頁）

对比实验课时间比较紧张，学生不可预知的情况不会都朝着教师希望的数据发展，异常的数据会经常出现，一些老师为了赶时间，或能获得一个准确的结论，而忽视了这一些资源。他们常采用这样的做法：展示了几组观察到的比较准确的数据，让学生进行比较，从而得出一个共同的结论。这样的做法，只是简单突出了结论性目标，并不能突出过程和方法的教育，造成了数据有异常的小组得不到发言而不了了之，他们得不到问题发生原因的探究与反思。其实这一些“问题”的资源具有很大的价值，用好了有利于培养学生的思维能力，促使学生能整个实验过程的反思，并提高学生分析和处理数据的能力。

例如：在摆的研究中，有这样一份15秒摆的次数学生记录表

结论：重的摆比轻的摆要快一点

展示这组数据，15秒相同时间内，两个不同重量的摆快慢不一样，他们的数据有问题吗？学生当即时发现，1个铁圈的摆每次的数据有一点偏差，应多做几次；1个铁圈的重量在线长、角度一样的情况下，3次结果应该是一样的。我不时追问：你觉得他们数据不一致的原因是什么？经过讨论，有的说他们可能数错了；有的说放摆和计时不一致；他们的摆可能撞了桌子了……，让学生对异常数据经历了一个分析的过程，不断寻找数据异常的原因，促使学生反思实验的过程，完善实验过程，再次实验，最大程度地获取更加客观的数据，这样，学生的收获将更加丰富，更能体会科学的本质。

小学科学教材中大多数探究活动都是采用对比实验完成的，通过这些实验，向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究的能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史，熟悉科学探究的过程。